Google เพิ่งเปิดตัว Willow ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์ควอนตัมตัวแรกที่ qubit ที่ถูกแก้ไขจะดีขึ้นแบบทวีคูณเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น เพียงพอที่จะทำลายบันทึกการคำนวณทั้งหมดเมื่อเผชิญกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ล้าสมัย...
Google หนึ่งในผู้เล่นหลักในการวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพิ่งเปิดตัวชิปตัวใหม่ที่มีชื่อว่าวิลโลว์- ชิปตัวนำยิ่งยวดนี้สร้างขึ้นจาก 105 คิวบิต โดยนำเสนอประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อน และจะสามารถลดข้อผิดพลาดแบบทวีคูณได้ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาข้อผิดพลาดที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องเผชิญ เพียงพอที่จะปูทางไปสู่ยุคใหม่ได้อย่างแท้จริงถึงแม้จะยังอีกยาวไกลก็ตาม
ข้อผิดพลาดของ Qubit และควอนตัม: เรากำลังพูดถึงอะไร?
และควิบิต, การหดตัวของ “เท่าไร” (หรือ “บิตควอนตัม”) เป็นหน่วยพื้นฐานของข้อมูลควอนตัม ต่างจากบิตคลาสสิกซึ่งสามารถรับค่าได้เพียง 0 หรือ 1 เท่านั้น qubit สามารถอยู่ในการซ้อนทับของทั้งสองสถานะได้ คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถสำรวจความเป็นไปได้จำนวนทวีคูณไปพร้อมๆ กัน ซึ่งปูทางไปสู่ความสามารถในการคำนวณที่ไม่เคยมีมาก่อน
น่าเสียดายที่ qubit เป็นระบบที่เปราะบางอย่างยิ่งและไวต่อการรบกวนในสภาพแวดล้อม ข้อผิดพลาดทางควอนตัม เช่น ข้อผิดพลาดของบิตพลิก(เปลี่ยน qubit จากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง)เฟสพลิก(การแก้ไขเฟสสัมพัทธ์ระหว่างสองสถานะของควิบิต) การรั่วไหล (ข้อผิดพลาดในการควบคุมหรือการวัดที่ทำให้คิวบิตใช้งานไม่ได้) หรือการถอดรหัส (การสูญเสียข้อมูลควอนตัมเมื่อเวลาผ่านไป) สามารถเกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในคิวบิต ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของการคำนวณ-
Willow: ก้าวสำคัญในการแก้ไขข้อผิดพลาด
จุดแข็งที่แท้จริงของวิลโลว์อยู่ที่ความสามารถของเธอในการดำเนินการการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพ เทคนิคที่ใช้ซึ่งตั้งทฤษฎีมาเกือบ 30 ปี มีเป้าหมายเพื่อปกป้องข้อมูลควอนตัมโดยการจัดกลุ่มคิวบิตจริงเป็นเครือข่ายที่เรียกว่า "รหัสพื้นผิว" โค้ดพื้นผิวแต่ละรายการใช้อาร์เรย์สี่เหลี่ยมของ qubit เพื่อสร้าง qubit แบบลอจิคัลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ทฤษฎีคาดการณ์ว่ายิ่งโค้ดพื้นผิวมีขนาดใหญ่เท่าใด คิวบิตเชิงตรรกะก็จะยิ่งได้รับการปกป้องมากขึ้นและประสิทธิภาพก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขนาดของเครือข่ายยังหมายถึงการเพิ่มโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดอีกด้วย Willow ถือเป็นความก้าวหน้าโดยการสาธิตการลดข้อผิดพลาดแบบเอกซ์โปเนนเชียลด้วยการเพิ่มขนาดรหัสพื้นผิว กล่าวคือ ทุกครั้งที่เพิ่มขนาดเครือข่าย อัตราข้อผิดพลาดในการเข้ารหัสจะถูกแบ่งออก ผลลัพธ์เหล่านี้ยืนยันการคาดการณ์ทางทฤษฎีและพิสูจน์ว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเป็นไปได้จริง Willow จึงกลายเป็นต้นแบบ qubit แบบลอจิคัลที่สามารถปรับขนาดได้ตัวแรกที่น่าเชื่ออย่างแท้จริง ซึ่งสามารถเอาชนะข้อจำกัดของส่วนประกอบทางกายภาพได้
ประสิทธิภาพอันน่าทึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม
ในการประเมินประสิทธิภาพของ Willow Google ใช้เกณฑ์มาตรฐานที่เรียกว่า RCS (การสุ่มตัวอย่างวงจรหรือ “การสุ่มตัวอย่างวงจร”) ประกอบด้วยการดำเนินการวงจรควอนตัมแบบสุ่ม ซึ่งประกอบด้วยประตูควอนตัมที่ใช้ตามลำดับที่กำหนดเองบนโปรเซสเซอร์ควอนตัม จากนั้นโปรเซสเซอร์จะสร้างชุดผลลัพธ์ ซึ่งสอดคล้องกับการวัดคิวบิตที่เอาท์พุตของวงจร ความยากสำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกอยู่ที่การจำลองวงจรสุ่มเหล่านี้และสร้างการกระจายความน่าจะเป็นของผลการวัดอีกครั้ง
การทดสอบนี้ถือเป็นหนึ่งในคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ยากที่สุด ทำให้สามารถเปรียบเทียบความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และผลลัพธ์ที่วิลโลว์ได้รับนั้นยอดเยี่ยมมาก: ชิปดำเนินการคำนวณภายในเวลาไม่ถึงห้านาทีซึ่งจะใช้เวลา10 เจ็ดล้านปี(เช่น 1025ปี เช่น 1 ตามด้วยศูนย์ 24 ตัว) ถึงหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน ตัวเลขนี้ซึ่งเกินกว่าอายุของจักรวาลไปมาก แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงศักยภาพของการคำนวณควอนตัม
Willow อยู่ในตำแหน่งที่เป็นชิปที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดในปัจจุบัน ทั้งในแง่ของการแก้ไขข้อผิดพลาดและประสิทธิภาพการวัดประสิทธิภาพ RCS ครั้งของความสม่ำเสมอซึ่งวัดว่าคิวบิตสามารถรักษาสถานะควอนตัมได้นานเพียงใด ก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน โดยสูงถึงเกือบ 100 ไมโครวินาที ประสิทธิภาพเหล่านี้เป็นการยืนยันว่าการประมวลผลแบบควอนตัมกำลังเข้าสู่ยุคใหม่ โดยที่ความสามารถในการประมวลผลไม่สามารถเข้าถึงได้ในเครื่องจักรแบบเดิมและการประมวลผลแบบ "ไบนารี"
อ่านเพิ่มเติม:พบกับ Eleni Diamanti ผู้เชี่ยวชาญด้านการเข้ารหัสควอนตัมในฝรั่งเศส
สู่การใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างเป็นรูปธรรม?
แม้จะมีความก้าวหน้าเหล่านี้เส้นทางสู่การประยุกต์ใช้ควอนตัมที่เป็นรูปธรรมยังคงอีกยาวไกล- ความท้าทายต่อไปสำหรับภาคสนามคือการสาธิตการคำนวณครั้งแรกที่มีประโยชน์บนชิปควอนตัมปัจจุบันที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง จนถึงตอนนี้ การทดลองมุ่งเน้นไปที่เกณฑ์มาตรฐาน เช่น RCS ซึ่งวัดประสิทธิภาพสังเคราะห์ที่สัมพันธ์กับคอมพิวเตอร์คลาสสิก แต่ไม่มีการใช้งานจริงที่เป็นที่รู้จัก หรือการจำลองระบบควอนตัมที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ แต่ยังคงสามารถทำได้ในเวลาที่เหมาะสมบนคอมพิวเตอร์ทั่วไป
ขณะนี้วัตถุประสงค์คือการรวมทั้งสองด้านเข้าด้วยกัน: เพื่อสร้างอัลกอริธึมที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ในคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในขณะที่มีประโยชน์สำหรับปัญหาที่เป็นรูปธรรม Google มองในแง่ดีว่าชิปรุ่น Willow จะสามารถบรรลุเป้าหมายนี้ได้ บริษัทยังสนับสนุนการทำงานร่วมกันและนวัตกรรมโดยจัดทำซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สและทรัพยากรทางการศึกษาสำหรับนักวิจัย วิศวกร และนักพัฒนา
อ่านเพิ่มเติม:OVHCloud เปิดตัวคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกบนไซต์ Croix: จะใช้ทำอะไร
🔴 เพื่อไม่ให้พลาดข่าวสารจาก 01net ติดตามเราได้ที่Google ข่าวสารetวอทส์แอพพ์-
แหล่งที่มา : Google ควอนตัม AI
